Berufsbildende Schule 1 Gewerbe und Technik Mainz

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1 Text Berufsbildende Schule 1 Gewerbe und Technik Mainz Elektromobilität Version 3 Schulform: Berufsfachschule Modul: LM_15 Projektbetreuer: R. Decker / T. Löser Projektzeitraum: Stand: Seite 0

2 Inhaltsverzeichnis 1. Ausgangssituation Kurzbeschreibung des Projekts El Quadro Kurzbeschreibung des Projekts 4P : Zielsetzung Projektziel Realisierungspunkte Projektbegleitende Aufgaben Kosten Produkteinsatz Funktionale Anforderungen Solarstation Lade- und Verleihstation Quad Pedelec Nichtfunktionale Anforderungen Transport Erweiterbarkeit Zuverlässigkeit Bedienbarkeit Lieferumfang Phasenplanung und Meilensteine des Projekts Offene Punkte, die noch zu klären sind Induktive Aufladung Ladungspotential Klärungsablauf Aufnahmekriterien und Qualitätsanforderungen Projektleitung Berichtswesen Dokumentationsunterlagen Qualitätsanforderungen Seite 1

3 Projekt 5 Elektromobilität 1. Ausgangssituation An der Berufsbildenden Schule (BBS-1) in Mainz wird die Weiterbildung zum staatlich geprüften Automatisierungstechniker (in den Fachrichtungen Prozessund Produktionsautomation) angeboten. Ziel hierbei ist, die Studierenden auf den Alltag im mittleren Management vorzubereiten. Beim Lernmodul 15 im 4. Schuljahr dieser Weiterbildung ist die selbstständige Umsetzung eines zugewiesenen Projektes von der Planung über die Umsetzung, die Dokumentation bis zur Präsentation in der Öffentlichkeit durchzuführen. Das Projekt 5 Elektromobilität ist eine Fusionierung, Optimierung und Erweiterung der Projekte El Quadro und 4P aus dem Vorjahr Kurzbeschreibung des Projekts El Quadro Das Projekt beinhaltete ein umgebautes Quad, welches von Treibstoff- auf Elektroantrieb umgebaut wurde. Hierbei wurden Komponenten, wie Servoverstärker, Akku, SPS und Anzeigeeinheiten eingebaut. Das Quad dient zu Präsentationszwecken im Indoor-Bereich. Es kann vorwärts fahren und ist rückwärts zu schieben. Die Aufladung erfolgt mit einem Ladegerät an eine Steckdose. Weitere Details finden Sie im Internet unter: Kurzbeschreibung des Projekts 4P : Das Projekt beinhaltete eine solarbetriebene Ladestation, welches ein Fahrrad über einen Steckerbverbindung am Akku auflädt. Das Fahrrad kann über eine SMS freigeschaltet und ausgeliehen werden. An einem Teststand kann die Kraftunterstützung des Pedelecs ausprobiert werden. Dies wurde über eine Anzeige visualisiert. Weitere Details finden Sie im Internetauftritt unter: Seite 2

4 2. Zielsetzung 2.1. Projektziel Das Projekt ist im Team gemeinsam durchzuführen. Die gleichmäßige Einteilung der Einzelaufgaben ist zu dokumentieren und entsprechend durchzuführen. Die Teamarbeit durch gegenseitige Unterstützung ist dabei besonders wichtig. Beim Projekt Elektromobilität soll die vorhandene Solaranlage bestehen bleiben und durch eine geeignete Lade- und Verleihstation erweitert werden. Der Teststand muss für spätere Projekte in der Schule zwischengelagert werden und ist für das Projekt nicht von Bedeutung. Das Quad und das Pedelec sollen durch einen Sicherungsmechanismus gegen Diebstahl gesichert werden. Dieser Mechanismus muss beim Ausleihen eines Fahrzeugs zur Nutzung freigeben. Die Aufladung der Fahrzeuge soll kontaktlos oder kontaktbehaftet umgesetzt werden. Am Quad sind programmtechnische und elektrische Änderungen durch zuführen, um eine Rückwärtsfahrt zu realisieren Realisierungspunkte Im Folgenden werden die Umsetzungspunkte des Projektes konkretisiert, diese sind ausschlaggebend für die Bewertung des Projektes: Inbetriebnahme von Industrial Ethernet zwischen CPU und Touchpanel bzw. Programmiergerät. Programmierung des Gesamtablaufs nach DIN IEC Programmierung der Sonnennachführung für das PV-Modul und der Ladevorgänge der Akkumulatoren Konfiguration und Programmierung der GSM/GPRS-Schnittstelle der SPS, um das gewünschte Fahrzeug freizuschalten. Programmierung des Touchpanels zur Visualisierung und zum Bedienen der Lade- und Verleihstation und des Quads Prüfung der Dimensionierung und des Aufbaus der vorhandenen Schaltschränke der Solarstation Seite 3

5 Kommunikationsaufbau über Bluetooth zwischen Steuerschrank und Außenschrank der Solaranlage. Fehlersuche und Inbetriebnahme der Gesamtanlage 2.3. Projektbegleitende Aufgaben Neben den Realisierungspunkten sind noch folgende Punkte durchzuführen und gehen in die Bewertung des Projektes ein: Methoden der Projektplanung / Projektmanagement anwenden Erstellung von Zeichnungen und Schaltplänen Erstellung einer Zwischenpräsentation mit Power Point Erstellung einer Projekthomepage Projektbeschreibung in Englisch (Homepage) Projektfortschritt dokumentiert durch Videoclips (YouTube) Vorbereitung und Durchführung einer Projektabschlusspräsentation Inbetriebnahme Dokumentation anhand Pflichtenheft nach DIN Kosten Das Projekt soll kostenneutral erstellt werden, dies ist durch ein geeignetes Sponsoring von Firmen zu realisieren. 3. Produkteinsatz Die Solarstation, die Verleih- und Ladestation, das Quad und das Pedelec dienen zu Präsentations- und Demonstrationszwecken in der Berufsbildenden Schule 1 in Mainz. Die Anlage ist für den Einsatz im Indoor-Bereich (Schule, Messehalle, Ausstellungsräume) auszulegen. Das Quad ist für die Fahrt auf nicht öffentlichen Straßen auszulegen und muss damit nicht die Regelungen der StVO einhalten. Das Pedelec ist nach den Regelungen der StVO auszulegen, da es für den öffentlichen Verkehr verwendet werden darf. Eine Bedienung der Anlage zum Ausleihen der Fahrzeuge soll anhand einer kurzen Erklärung für jede Nutzer möglich sein. Seite 4

6 4. Funktionale Anforderungen Die komplette Anlage ist entsprechend der Schutzart IP43 auszustatten. Dies beinhaltet den Schutz gegen feste Fremdkörper (Durchmesser 1,0 mm) und Schutz gegen fallendes Sprühwasser bis 60. Im Projekt sind folgende Anforderungen an den einzelnen Bauteilen zu realisieren: 4.1. Solarstation Motor zur Sonnenausrichtung erneuern Programmierung prüfen und anpassen 4.2. Lade- und Verleihstation Konstruieren einer Station fürs Quad Konstruieren einer Station fürs Pedelec Verdrahtung der Station Programmierung der Lade- und Verleihstation 4.3. Quad Defekten Bremszylinder erneuern Behebung des Problems mit der elektrischen Versorgung (Wackelkontakt) Andockvorrichtung realisieren Kontaktlose oder kontaktbehaftete Aufladung realisieren Vorwärts- und Rückwärtsfahrt programmieren und realisieren Bedienung über Bedienpanel realisieren 4.4. Pedelec Andockvorrichtung konstruieren und realisieren Kontaktlose oder kontaktbehaftete Aufladung realisieren Seite 5

7 5. Nichtfunktionale Anforderungen 5.1. Transport Die Erweiterungen der Anlage sollen so hergestellt werden, dass sie mit dem Aufzug der Berufsschule 1 in Mainz transportiert werden kann Erweiterbarkeit Die Lade- und Verleihstationen des Quads und des Pedelecs sollen so erstellt werden, dass sie nach Abschluss des Projektes auch Einzeln mit der Solarstation verwendet werden können. Hierzu sind geeignete Steckverbindungen (z.b. Harting-Stecker) zu verwenden. Die Lade- und Verleihstation des Pedelecs soll auf zwei Ladeplätze erhöht werden können Zuverlässigkeit Die Verleih- und Ladestation muss bei Betriebsstörungen sicherstellen, dass kein Fahrzeug gestohlen werden kann. Die Anlage soll mit Ausnahme von Wartungsarbeiten dem Kunden zu jeder Zeit zur Verfügung stehen. Bei Inbetriebnahme der Anlage, muss diese gezielt wieder hochfahren Bedienbarkeit Das Panel des Quads und der Lade- und Verleihstation soll für den Benutzer leicht verständlich sein. Die Menü-Führung soll über das Bedienpanel erfolgen und sich in logischen Schritten erstecken. Als Benutzersprachen sollen Deutsch und Englisch angeboten werden. 6. Lieferumfang Der Lieferumfang des Projektes beinhaltet die komplette Anlage bestehend aus: eine Solaranlage mit Sonnennachführung eine Lade- und Verleihstation für je ein Quad und ein Pedelec ein Quad mit Vorwärts- und Rückwärtsfahrmöglichkeit ein Pedelec Seite 6

8 7. Phasenplanung und Meilensteine des Projekts Beginn des Projektunterrichts LM15 Vorlage der ersten Ideen zur Projektumsetzung Freischaltung der Projektseite im Internet Homepage mit Themen zu den Punkten erstellen: Projektteam Projektbeschreibung Projektblogs Abgabe Pflichtenheft Pflichtenheft nach Angeben des s erstellen. Okt-Dez/12 Termin der Zwischenpräsentation Projektfortschritt bis zum aktuellen Zeitpunkt in einer Präsentation dokumentieren und im Team vortragen Abgabe der Projekt-Dokumentationen Erstellung der Projektdokumentation mit dem Stand vom Abgabe erfolgt in einem gemeinsamen Projektordner Jan/13 Fachgespräch Fachbefragung zum Projekt durch Herrn Löser und Herrn Decker Testpräsentation Erstellung einer Abschlusspräsentation, welche den Projektleitern vorgeführt und abgesprochen wird Abschlusspräsentation im Rahmen des Infotages BBS1 Mainz Präsentation des fertiggestellten Projekts für die Öffentlichkeit Projektübergabe Abgabe der kompletten Anlage an Herrn Löser und Herrn Decker in Vertretung für die Berufsbildende Schule 1 in Mainz. Seite 7

9 8. Offene Punkte, die noch zu klären sind 8.1. Induktive Aufladung Es ist zu klären ob eine induktive Aufladung des Quads und des Pedelecs im Zeit und Preisrahmen möglich ist. Sollte dies nicht möglich sein, ist eine geeignete kontaktbehaftete Aufladung anzuwenden Ladungspotential Die unterschiedlichen Energiemengen müssen über die Solar-Ladestation realisiert werden. Die Potentiale sind bedingt durch die fehlenden Aufladungsarten noch nicht geklärt Klärungsablauf Die Punkte sind durch die Projektteilnehmer mit der Projektleitung bis zur endgültigen Abgabe des Pflichtenheftes zu klären. Die Projektleitung kann einer Veränderung des Pflichtenheftes auch nach dem benannten Zeitpunkt zustimmen, wenn es hierfür angemessene Gründe gibt. Diese sind ebenfalls durch die Projektteilnehmer einzureichen. Seite 8

10 9. Aufnahmekriterien und Qualitätsanforderungen 9.1. Projektleitung Als Projektleitung werden Herr Löser und Herr Decker von der Berufsbildenden Schule 1 in Mainz dazu beauftragt, das Projekt zu begleiten. Sie dienen als Ansprechpartner des Projektes. Eine Delegierung als Ansprechpartner an weitere Lehrer der BBS1- Mainz ist durch Herrn Löser und Herrn Decker in Ausnahmen möglich Berichtswesen Das Projektteam hat zu Beginn des Projekts einen Projektsprecher zu benennen. Dieser fungiert als Ansprechpartner bzw. Kontaktperson zwischen der Projektleitung und dem Projektteam Dokumentationsunterlagen Das Team hat Dokumentationsvorlagen zu erstellen, welche einheitlich angelegt sind und somit das Projekt abrundet. Die Dokumentationsvorlagen sind den Projektleitern vorzulegen Qualitätsanforderungen Das Projekt ist im Internet auf aktuellen Stand zu pflegen. Hierbei ist das Ziel den Fortschritt des Projektes zeitnah der Öffentlichkeit darzustellen. Der Stand des Projektes ist an den Projektschultagen (montags) den Projektleitern vorzustellen. Ein Protokoll mit offenen Punkten ist hierüber zu erstellen. Der Fortschritt des Projekts ist zudem in einem Projektplan festzuhalten und zu aktualisieren. Seite 9